双酚A对女性生殖功能损伤及药物干预的研究进展

常晓英，沈豪飞，于潇，张学红

环境内分泌干扰物（environmental endocrine disruptors，EED）是一类可通过不同途径干扰或模拟生物体内自身激素的合成、释放、结合及代谢的外源性化学物质[1]。EED常用于增塑剂、农药和阻燃剂等有机化合物，经降解后释放入水、空气、土壤等环境介质中。人类主要通过呼吸道吸入、消化道摄入、皮肤接触等途径吸收此类物质，长期暴露会引起肝肾毒性、神经毒性、生殖毒性、自身免疫缺陷甚至恶性肿瘤[2]。双酚A（bisphenol A，BPA）是目前生产量最大、分布和使用最广的一类EED，简称二酚基丙烷，分子式C15H16O2，是由苯酚和丙酮在酸性介质中缩合而成。BPA是制备环氧树脂（约占65%）和聚碳酸酯（约占35%）的主要化工原料，常用于食品包装、厨具、牙科密封剂和罐装食品容器的内涂层等日用产品，是人们普遍接触的一种低毒性化学物质。研究发现，在人体血清、尿液、汗液、卵泡液、母乳、羊水及胎盘组织中均可检测到BPA[2-3]。美国一项荟萃分析发现成人尿液中BPA的检出率高达90%[4]；国内有研究报道中国成人尿液中BPA的检出率达84%，且存在性别差异，在女性人群尿液中BPA的检出浓度明显高于男性[5]。BPA在人体内的半衰期小于6 h，但存在累积效应，可发挥类雌激素活性，与受体结合引起生物学效应。研究显示，女性长期暴露于BPA与发生肥胖、胰岛素抵抗、多囊卵巢综合征、卵巢储备功能下降、子宫内膜异位症及女性生殖系统恶性肿瘤的风险增加密切相关[2，6]。概述BPA对女性生殖功能的损伤作用，讨论抗氧化剂、益生菌、维生素及中药治疗对BPA诱导的生殖毒性的改善作用。

1 BPA对女性生殖功能的损伤

BPA可发挥类雌激素效应，通过改变下丘脑-垂体-卵巢轴的调节影响卵巢类固醇激素的合成，干扰卵泡的生长发育，还可改变子宫形态，降低子宫内膜容受性，干扰胚胎植入，甚至引起不孕。BPA在多囊卵巢综合征的发病机制中起着重要作用，由BPA等环境毒素导致的激素稳态失衡可引起肥胖、胰岛素抵抗及高胰岛素血症的发生，加剧多囊卵巢综合征的表型特征[7]。

许多研究已证实BPA对卵巢功能有损伤作用。在接受体外受精/卵细胞质内单精子注射-胚胎移植（in vitro fertilization/intracytoplasmic sperm injectionembryo transfer，IVF/ICSI-ET）助孕的不孕症女性中发现，尿液中BPA浓度较高者的卵母细胞获取率、成熟率及胚胎植入率明显下降；动物实验发现，经BPA处理的小鼠卵巢组织出现卵泡囊性扩张，颗粒细胞数量明显减少，并证明BPA暴露引起此种损伤的机制与其激活AMP活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）/Unc-51样激酶1（Unc-51-like kinase 1，ULK1）信号通路，加剧颗粒细胞自噬与凋亡有关，从而导致卵巢功能异常[8]。

子宫内膜容受性是影响胚胎植入的关键因素。Yuan等[9]报道BPA（100μg·kg-1·d-1）可通过降低糖皮质激素调节激酶1的表达水平、下调子宫内膜上皮细胞中钠离子通道α亚单位蛋白的表达，减少子宫内膜胚胎着床部位的数量、减轻子宫的体积和质量，损伤小鼠子宫内膜容受性，导致胚胎植入失败。

BPA暴露与子宫内膜异位症的发生有关。研究表明，BPA暴露是导致腹膜子宫内膜异位症发生的危险因素之一，与健康女性相比，腹膜子宫内膜异位症患者尿液中BPA浓度与血清基质金属蛋白酶2（matrix metalloproteinase-2，MMP-2）和MMP-9的表达水平显著升高[10]。潜在的机制可能是BPA通过G蛋白耦联的雌激素受体介导的丝裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase，MAPK）/细胞外信号调控的蛋白激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）信号通路上调MMP-2和MMP-9的表达，增强子宫内膜基质细胞的侵袭、增殖，从而导致子宫内膜异位症。García-Peñarrubia等[11]研究发现，产前暴露于较高水平的雌激素和BPA与新生儿肛门生殖器距离缩短密切相关，这可导致粪便微生物频繁污染外阴及阴道，引起宫颈、阴道微生物群失调，而微生物感染引起的炎症反应可增加子宫内膜异位症的发病风险。

妊娠期接触BPA还可增加不良产科结局的发生风险。Zhang等[12]纳入386例不孕症女性的前瞻性队列研究显示，与足月生产的产妇相比，妊娠＜37周的产妇在整个妊娠期尿液BPA浓度均较高；妊娠中晚期BPA浓度与早产的发生率呈正相关，且此种关联在怀有女性胎儿的孕妇中更加显著，表明妊娠中晚期可能是BPA暴露导致早产发生的一个关键窗口期，但其中潜在的关联及发生机制仍需要更多研究证实。

2 改善BPA诱发生殖毒性的药物

2.1 抗氧化剂活性氧（reactive oxygen species，ROS）和抗氧化剂的平衡可维持细胞内氧化还原状态的稳定，当这种平衡被破坏，可导致线粒体功能障碍，加剧细胞凋亡，引起细胞损伤。研究表明，氧化应激是导致卵母细胞老化的始动因素，可导致卵母细胞异常闭锁、减数分裂异常、受精率降低及胚胎发育迟缓等不良影响[13]。BPA与卵巢雌激素受体结合可诱发氧化应激和炎症反应，通过破坏卵母细胞的减数分裂和受精能力来影响卵母细胞的质量，而口服褪黑素（30 mg/kg，持续7 d）可降低小鼠卵母细胞内的ROS水平和抑制细胞凋亡，缓解由BPA诱发的生殖毒性[14]。Park等[15]对猪卵母细胞进行的体外实验发现，褪黑素可恢复由BPA暴露导致的卵丘卵母细胞复合体的减数分裂异常，减少和抑制颗粒细胞的囊性扩张与线粒体凋亡蛋白的表达，从而促进猪卵母细胞的成熟。孕早期宫内暴露BPA（500 mg/kg，连续7 d）不仅使子代小鼠的死亡率增加，还可导致雌性子代小鼠卵巢组织中凋亡因子的表达失调，类固醇激素水平紊乱，而番茄红素可有效减轻这些损伤，稳定卵巢组织中的凋亡调控，保护小鼠的生育功能[16]。虾青素也可有效缓解BPA诱导的氧化应激，降低卵泡中的ROS水平，改善卵泡发育，促进卵母细胞的成熟[17]。氧化应激是BPA诱发生殖细胞损伤的机制之一，因此抗氧化剂的应用在减轻BPA所致的生殖毒性作用方面具有潜在的应用价值，并已得到多项研究证实，未来还需更多的研究验证其在临床的应用效果。

2.2 益生菌肠道菌群又被称为人类“第二基因”，在正常生理情况下，各菌群按一定比例存在，维持肠道微生态的平衡。肠道菌群失调可通过抑制机体免疫功能，调节中枢神经递质的释放以及直接或间接参与性激素的调控，参与女性生殖系统疾病的发生[18]。研究发现，围生期暴露于BPA（50μg·kg-1·d-1）的小鼠在成年早期就出现与肠道菌群失调有关的免疫平衡紊乱以及肥胖、胰岛素抵抗等代谢紊乱[19]。植物乳杆菌可通过吸附和降解来缓解BPA导致的毒性反应[20]。Giommi等[21]发现BPA暴露可通过干扰斑马鱼体内肝脏卵黄蛋白原的合成来影响其对下丘脑-垂体-性腺轴的调节，进而影响卵巢的正常功能，而补充益生菌可有效拮抗BPA的类雌激素效应，使参与卵泡生长和成熟的相关基因（如卵泡雌激素受体、黄体生成素受体）水平达到基础状态，缓解BPA引起的生殖毒性。目前，已证明多种菌株可促进特定环境污染物的降解，减轻EED对机体的毒性作用，因而补充益生菌有望在未来成为改善女性生育力的新方向。

2.3 维生素维生素是人体必需的微量元素，参与机体新陈代谢的调控，在女性生殖系统中的作用备受关注。BPA可导致体内氧化还原稳态的失衡以及线粒体功能的破坏，而1，25-二羟维生素D3（0.1 μmol/L）可降低此种毒性反应，缓解因BPA引起的线粒体DNA片段缺失[22]，恢复卵巢的线粒体功能，从而提高卵母细胞的质量。Liu等[23]证明补充辅酶Q10可修复由BPA暴露引起的线粒体蛋白的表达失调和溶酶体功能的破坏，降低细胞的损伤程度。此外，辅酶Q10（100μg/mL）通过清除ROS和降低氧自由基水平，抵消BPA在秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）体内产生的生殖毒性，减少由BPA诱导的DNA双链断裂，同时还可降低胚胎发生非整倍体的风险，减少秀丽隐杆线虫卵母细胞第二次减数分裂时染色体缺陷的发生[24]。在BPA暴露期间，口服α-硫辛酸（100 mg/kg，连续30 d）可预防脂质过氧化，减轻卵巢组织的氧化损伤程度，在与维生素E（20 mg/kg）联合使用时疗效更显著。全反式维甲酸可抑制雌激素诱导的乳腺癌细胞的增殖，Koda等[25]报道，给切除卵巢的大鼠补充全反式维甲酸（5 mg/kg）可显著抑制BPA诱导的子宫质量增加和BPA的雌激素活性。叶酸作为甲基供体可能与BPA存在相互作用。Mínguez-Alarcón等[26]前瞻性研究显示，在食物叶酸摄入量＜400μg/d的不孕症女性中，尿液BPA浓度与较低的胚胎种植率和临床妊娠率相关，但在摄入量＞400μg/d的女性中，尿液BPA浓度有所降低，且胚胎种植率提高21%。叶酸对BPA毒性作用的改善在动物实验中也有所证实。孕期母猪暴露于BPA会加重其自身及后代体内的氧化应激状态，而膳食中补给叶酸可抵消BPA引起的胎盘氧化应激损伤，增强作用于胎盘滋养细胞和脐带血的抗氧化酶活性，使母猪及仔猪体内的氧化还原达到平衡[27]。鉴于以上维生素可拮抗BPA的生殖毒性作用，建议维生素缺乏者或长期暴露于BPA的女性应及时补充维生素，但具体剂量、疗程及作用机制仍需更多研究验证。

2.4 中药中药治疗在逆转BPA所致的生殖损伤中已取得一定疗效。BPA可通过诱导卵母细胞凋亡，增加卵巢DNA甲基转移酶的表达，破坏卵巢的正常结构和功能，菟丝子黄酮可抑制小鼠卵巢中B淋巴细胞瘤2相关X蛋白（Bcl-2 associated X protein，Bax）、胱天蛋白酶7（caspase-7）和caspase-9蛋白的表达，上调Bcl-2基因表达，减轻BPA对卵母细胞的损伤[28]。同时，菟丝子黄酮可通过下调DNA甲基转移酶的表达，抑制窦卵泡生长和类固醇生成调节因子H19/胰岛素样生长因子2（insulin like growth factor 2，IGF2）的表达，减少卵母细胞凋亡，改善雌性小鼠的生殖功能。姜黄素可通过抗氧化、抗炎及抑制相关信号通路，减弱由BPA诱导的胰岛素抵抗和LO2肝细胞中炎症细胞因子的表达[29]。BPA暴露还可导致卵巢雌激素分泌受损，扰乱小鼠的动情周期。白藜芦醇是从花生、虎杖等植物性食物或药物中提取的天然多酚类物质，可通过减少卵巢组织中ROS的积累抑制卵母细胞的凋亡和自噬，恢复小鼠的动情周期，缓解卵巢组织的损伤[30]。传统中药改善BPA导致的生殖毒性作用对丰富中药学研究、促进中药现代化有着积极作用，未来应挖掘更多药物的治疗作用，更好地保护和改善女性的生殖功能。

3 结语

BPA普遍存在于人们的日常生活中，可通过多种途径损害女性生殖系统，与女性不孕症相关。抗氧化剂可逆转BPA引起的氧化应激状态，提高机体的抗氧化能力，减少组织细胞的损伤；肠道菌群失调是诱发女性生殖系统疾病的危险因素，而益生菌可通过靶向干预或重建菌群平衡减轻BPA引起的生殖毒性；补充合适剂量的维生素不仅可以维持机体代谢平衡，还可通过抗炎、抗氧化等作用来消除BPA对女性生殖内环境的干扰作用；中药治疗在拮抗BPA所致的毒性方面起到了重要作用，可发挥类雌激素效应，改善女性的生殖功能。尽管这几类药物在缓解由BPA导致的女性生殖功能损伤中的作用已取得初步成效，研究报道也较多，但实际应用的效果、剂量、时机、疗程及安全性等方面仍需大样本、多中心的研究支持。因此，在尚未取得循证医学证据之前，不应鼓励这些药物用于临床上对BPA生殖功能损伤的预防与治疗。